N80钢CO2腐蚀产物膜研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，用XRD、EDS和SEM研究了N80钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表明，在本试验条件下N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分3层，讨论了3层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是（Fe,Ca)CO3复盐。     

N80油套管钢CO2腐蚀的研究进展

综述了N80油套管钢CO2腐蚀的研究进展,提供了N80油套管钢腐蚀发生的最关键影响因素,提出了进一步研究的方向.目前,N80油套管钢CO2腐蚀研究发现,腐蚀速率随环境参数温度、CO2分压、流速的增加出现峰值;腐蚀产物膜的结构影响腐蚀的进程和腐蚀形式,只有连续、致密和结合力强的膜才能抑制腐蚀加剧,保护基体;原油和H2S的加入改变反应的传输过程和界面状态,使反应机理更加复杂;各种预测系统不断丰富.特别指出在CO2腐蚀产物膜的结构、力学性能、表征参量方面,腐蚀参量的影响研究缺乏系统性.提出一些设想,今后应着重于各腐蚀参量对腐蚀速率影响敏感区间的细化和对膜力学性能影响的研究,由此需要进一步改进动态模拟试验方法以及深入探讨动态电化学原位测量技术.     

N80钢CO2腐蚀电极过程交流阻抗分析

利用交流阻抗技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀交流阻抗图谱的特征，结果表明，N80油套管钢CO2腐蚀EIS曲线具有三个时间常数，其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关，低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜生成有关。随着试样表面腐蚀产物膜覆盖度增大，EIS曲线低频区感抗弧逐渐缩小，容抗弧逐渐扩大。进一步讨论了试样表面腐蚀产物膜成膜情况与电极反应过程的有关。     

含1%Cr的N80钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，研究了含1％Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征．结果表明，试验条件下Cr会在腐蚀产物膜中富积形成非晶态的Cr(OH)3．含1％Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜是由FeCO3晶体与Cr(OH)3混合构成。导致腐蚀产物膜具有阳离子选择性，使阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低．腐蚀介质中的阴离子会穿过FeCO3晶体到达膜与基体界面，腐蚀基体金属，导致点蚀发生．     

N80油管钢CO2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2 腐蚀环境下 ,利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展 .结果表明 ,Cl-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核 ,加速该区域的阳极溶解 ,促使点蚀坑的形核 ;点蚀坑内也有Cl-富积 ,在膜与基体界面处形成厚度为 3 μm的富积层 ,加速点蚀坑内基体的腐蚀 ,使得点蚀坑进一步发展 .同时 ,讨论了阳极反应与点蚀坑形貌之间的关系     

N80钢动态和静态CO2腐蚀行为对比研究

通过模拟油气田井下腐蚀环境进行CO2腐蚀试验， 研究N80油井管钢在动态和静态条件下的腐蚀行为.结果表明：在所模拟的油田腐蚀环境中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重得多，检测到的最大腐蚀速率达到了35 mm/a，这和试样表面腐蚀产物膜的破损有关.O、C、Cl-在坑内富集，表明Cl-仍是引起试样局部腐蚀加剧的主要原因之一.     

Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响

应用动电位扫描和电化学阻抗谱研究了Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响.结果表明：随着介质中Cl-浓度的增加,基体的阳极溶解速率先增加后减小;而阴极的还原速率则缓慢减小.     

油气田腐蚀环境中N80钢和3Cr钢的腐蚀行为

采用失重法、X射线衍射法、扫描电镜观察及能谱分析等方法比较研究了N80钢和3Cr钢在模拟胜利油田某油井腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:在试验条件下,N80钢和3Cr钢的腐蚀速率随腐蚀时间的延长均呈现先急剧降低后缓慢降低的趋势,N80钢的腐蚀速率明显高于3Cr钢的;腐蚀360h后,N80钢表面形成的腐蚀产物膜呈双层结构,XRD测试结果表明两层产物膜均由FeCO_3构成,后期沉淀形成的外层膜较为疏松,原位形成的内层膜致密完整,计算得到双层产物膜的平均密度为1.54g/cm~3;3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜为致密完整的单层膜结构,由FeCO_3和Cr(OH)_3构成,产物膜平均密度为2.571g/cm~3。3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜的保护性远远优于N80钢表面形成的腐蚀产物膜的。     

温度对N80钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用高温高压釜,以油田地层水为腐蚀介质,以高温高压气水两相为腐蚀环境,在N80油套管钢上生成CO2腐蚀产物膜,研究了65～115℃温度范围内腐蚀产物膜的结构和力学特性.结果表明:当温度在65～90℃时,腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca)CO3;在115℃时,膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO3和Fe3O4.随温度的升高,腐蚀产物膜的各项力学性能,如硬度、杨氏模量、断裂韧性以及膜与基体的结合强度均显示出升高的趋势.     

温度对N80钢在饱和CO2模拟地层水下腐蚀行为的影响及机理

目的 研究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征,探究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法 利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120 ℃)的饱和CO2模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试,并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果 N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO3和溶液介质中的结晶盐CaCO3组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化,导致基体发生不同程度的腐蚀。60 ℃时,表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面,产物膜膜层平整、致密,去除腐蚀产物后,表面有少量点蚀坑;温度升至90 ℃时,基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平,晶粒粗大,排列较乱,规则性差于60 ℃下的腐蚀产物,腐蚀产物去除后,发现基体表面有大片蚀坑群,发生连片腐蚀;120 ℃时,腐蚀产物晶粒减少,覆盖不均,具有明显蚀孔和裂纹,部分腐蚀产物脱落,去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑,发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60 ℃时的0.021 0 g/(m².h)增至90 ℃时的0.036 0 g/(m².h),至120 ℃时的0.044 4 g/(m².h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60 ℃时的1.362 3× 10^?6 A/cm²增至90 ℃时的1.427 3×10^?6 A/cm²,至120 ℃时的1.785 1×10^?6 A/cm²,但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论 随腐蚀温度增加,N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松,且膜层含较多微孔与裂纹,腐蚀速率持续增加,N80钢腐蚀加重。     

含Cr油套管钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，利用XRD、EDS、XPS和SEM研究了含Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征。结果表明，本试验条件下Cr在腐蚀产物膜中富积，形成非晶态物质Cr（OH）3，使得腐蚀产物膜具有阳离子选择性，阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低。     

N80油套管钢CO2腐蚀阴极过程电化学阻抗谱分析

利用电化学阻抗（EIS）技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀过程中可能存在的阴极反应及其反应速度。结果表明，N80钢在CO2腐蚀环境下存在H^ 和H2O以及H2CO3，HCO36-的还原反应，但在不同条件下各个还原反应的速度并不相同，在酸性的饱和和CO2溶液中，H^ 的还原控制着阴极反应速度，HCO3^-和H2CO3的珲原反应速度较小；在中性的饱和CO2溶液中，阴极过程以HCO36-和H2CO3的还原为主，H^ 的还原反应速度比较微弱；在碱性的NaHCO3溶液通入CO2后，HCO3^-的还原控制着阴极反应速度，在以上条件下，H2O的还原速度比较微弱，还不会对阴极交换电流产生影响。     

温度、Cl-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响，结果表明，随着温度的升高，CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大，与此同时，温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成，对基体金属起到一定的保护作用，增加介质中的Cl^-浓度，会使阳极溶解速率先增加，后减小；阴极还原速率则缓慢减小；同时，Cl^-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，N80钢加入Cr元素以后，CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低，材料具有一定的抗CO2腐蚀能力。     

N80油套管钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟的油田高温高压现场环境下研究了普通N80级油套管钢和含4％－5％Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜结构和离子选择性特征。结果表明，普通N80油套管钢形成的FeCO3腐蚀产物膜具有阴离子选择透过性，这种特征对基体保护性较差，且容易诱发点蚀：含4％－5％Cr的N80油套管钢形成的Cr(OH)3非晶态腐蚀产物膜具有阳离子选择透过性，它不仅可以显著降低腐蚀速率，而且可以抑制点蚀的发生。     

N80钢在二氧化碳饱和的模拟油田液中的高温高压腐蚀行为研究

        用失重法研究了高温高压下N80钢在模拟油田液中的腐蚀行为.结果表明： 随着温度及CO₂分压的升高,N80钢的腐蚀速率增大,并在5 MPa及100℃时达到最大值.在此基础上,考察了Cl^-对腐蚀速率的影响.